Что регулирует рост растения

Хотя со стороны рост растения выглядит как обычное увеличение в размерах, на деле это сложный процесс. В частности, необходимо слаженное взаимодействие между слоями клеток, чтобы растение росло равномерно, было прочным и не ломалось под собственным весом. Понимание того, как это работает, важно для развития сельского хозяйства и растениеводства в целом, а потому ученые уже не первый год ведут исследования на эту тему.

На фото сверху пузырчатка горбатая (лат. Utricularia gibba), которая вдохновила ученых на исследование.

Сотрудники Центра Джона Иннеса в Великобритании провели эксперимент, призванный выяснить, какие гены координируют рост растений и как на это можно повлиять. На идею провести эксперимент английских ученых натолкнуло небольшое наблюдение за водным растением под названием пузырчатка горбатая (Utricularia gibba). Они заметили, что у маленьких особей этого растения ткани стебля изнутри выглядят не прямыми, а волнистыми, как гармошка. В дальнейшем оказалось, что рост стеблей сдерживает эпидермис — защитная кожица, покрывающая побеги. В то время как внутренние ткани продолжали расти, эпидермис оставался прежним, создавая своего рода сдерживающую оболочку, которую исследователи сравнивают со смирительной рубашкой.

Затем было замечено, что у растений с такой особенностью отсутствуют брассиностероиды — важные растительные гормоны, отвечающие за иммунитет растений и многие другие функции. Ученые предположили, что два этих факта как-то связаны, и именно брассиностероиды позволяют эпидермису растягиваться, не сковывая растение.

Чтобы проверить эту гипотезу, они провели опыт с резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana). Их целью было выяснить, повлияет ли снижение брассиностероидов на рост эпидермиса. Причем, чтобы результат был наглядным и достоверным, были использованы модифицированные растения с низким содержания пектина. Из-за этого их ткани были менее эластичны и ученые могли по механическим повреждениям понять, что происходит.

Получившаяся картина оправдала ожидания ученых: у растений, в которых действие гормонов было подавлено, эпидермис растрескивался и не мог сдерживать рост побегов. Несмотря на то, что на растении появлялись трещины, оно продолжало увеличиваться до определенного предела.

Как показывает практика, эпидермис — не просто тонкая кожица, а довольно прочный орган, который при определенных условиях может сдерживать рост всего растения. Связь эпидермиса с брассиностероидами может стать дополнительным рычагом в регулировании роста растений в сельском хозяйстве и садоводстве.